मोटी दीवार वाले स्टेनलेस स्टील पाइप के कई फायदे हैं, जैसे उच्च तापमान ऑक्सीकरण प्रतिरोध, मजबूत संक्षारण प्रतिरोध, अच्छी प्लास्टिसिटी, उत्कृष्ट वेल्डिंग प्रदर्शन, आदि, और विभिन्न नागरिक औद्योगिक क्षेत्रों में व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं। हालाँकि, स्टेनलेस स्टील की कम कठोरता और कम पहनने के प्रतिरोध के कारण, कई अवसरों में इसका उपयोग सीमित होगा, विशेष रूप से ऐसे वातावरण में जहां जंग, टूट-फूट और भारी भार जैसे कई कारक मौजूद हैं और एक-दूसरे को प्रभावित करते हैं, सेवा जीवन स्टेनलेस स्टील सामग्री को काफी छोटा कर दिया जाएगा। तो, मोटी दीवार वाले स्टेनलेस स्टील पाइप की सतह की कठोरता कैसे बढ़ाएं?

अब पहनने के प्रतिरोध में सुधार करने और इस प्रकार इसकी सेवा जीवन को बढ़ाने के लिए आयन नाइट्राइडिंग द्वारा मोटी दीवार वाले पाइपों की सतह की कठोरता को बढ़ाने की एक विधि है। हालाँकि, चरण परिवर्तन द्वारा ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील पाइप को मजबूत नहीं किया जा सकता है, और पारंपरिक आयन नाइट्राइडिंग में उच्च नाइट्राइडिंग तापमान होता है, जो 500 डिग्री सेल्सियस से अधिक होता है। क्रोमियम नाइट्राइड नाइट्राइडिंग परत में जमा हो जाएंगे, जिससे स्टेनलेस स्टील मैट्रिक्स क्रोमियम-खराब हो जाएगा। जबकि सतह की कठोरता में काफी वृद्धि हुई है, पाइप की सतह संक्षारण प्रतिरोध भी गंभीर रूप से कमजोर हो जाएगा, जिससे मोटी दीवार वाले स्टेनलेस स्टील पाइप की विशेषताएं खो जाएंगी।

कम तापमान वाले आयन नाइट्राइडिंग के साथ ऑस्टेनिटिक स्टील पाइपों के उपचार के लिए डीसी पल्स आयन नाइट्राइडिंग उपकरण का उपयोग संक्षारण प्रतिरोध को अपरिवर्तित रखते हुए मोटी दीवार वाले स्टील पाइपों की सतह की कठोरता को बढ़ा सकता है, जिससे उनके पहनने के प्रतिरोध में वृद्धि होती है। पारंपरिक नाइट्राइडिंग तापमान पर आयन नाइट्राइडिंग उपचारित नमूनों की तुलना में, डेटा तुलना भी बहुत स्पष्ट है।

यह प्रयोग 30 किलोवाट डीसी पल्स आयन नाइट्राइडिंग भट्टी में किया गया था। डीसी पल्स बिजली आपूर्ति के पैरामीटर समायोज्य वोल्टेज 0-1000V, समायोज्य कर्तव्य चक्र 15% -85% और आवृत्ति 1kHz हैं। तापमान माप प्रणाली को इन्फ्रारेड थर्मामीटर IT-8 द्वारा मापा जाता है। नमूने की सामग्री ऑस्टेनिटिक 316 मोटी दीवार वाली स्टेनलेस स्टील पाइप है, और इसकी रासायनिक संरचना 0.06 कार्बन, 19.23 क्रोमियम, 11.26 निकल, 2.67 मोलिब्डेनम, 1.86 मैंगनीज है, और बाकी लोहा है। नमूना आकार Φ24mm×10mm है। प्रयोग से पहले, तेल के दाग हटाने के लिए नमूनों को पानी के सैंडपेपर से पॉलिश किया गया, फिर शराब से साफ किया गया और सुखाया गया, और फिर कैथोड डिस्क के केंद्र में रखा गया और 50Pa से नीचे वैक्यूम किया गया।

जब कम तापमान और पारंपरिक नाइट्राइडिंग तापमान पर ऑस्टेनिटिक 316 स्टेनलेस स्टील वेल्डेड पाइप पर आयन नाइट्राइडिंग किया जाता है तो नाइट्राइड परत की सूक्ष्म कठोरता 1150HV से ऊपर भी पहुंच सकती है। कम तापमान वाले आयन नाइट्राइडिंग द्वारा प्राप्त नाइट्राइड परत पतली होती है और इसमें उच्च कठोरता ढाल होती है। कम तापमान वाले आयन नाइट्राइडिंग के बाद, ऑस्टेनिटिक स्टील के पहनने के प्रतिरोध को 4-5 गुना बढ़ाया जा सकता है, और संक्षारण प्रतिरोध अपरिवर्तित रहता है। यद्यपि पारंपरिक नाइट्राइडिंग तापमान पर आयन नाइट्राइडिंग द्वारा पहनने के प्रतिरोध को 4-5 गुना बढ़ाया जा सकता है, लेकिन ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील मोटी दीवार वाले पाइपों का संक्षारण प्रतिरोध कुछ हद तक कम हो जाएगा क्योंकि क्रोमियम नाइट्राइड सतह पर अवक्षेपित हो जाएगा।